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富氧燃烧技术:提升水泥工业节能减排

富氧燃烧技术:提升水泥工业节能减排 中科富海
2021-05-20
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国家发改委:当前经济下行压力较大,工业增加值增速同比回落,但工业结构趋重,工业能耗、用电量、高耗能产品产量均同比上升,节能减排压力依然较大。水泥产业作为我国主要的高能耗、高排放产业,无疑是工业领域节能减排的重点和难点,其节能减排效果对完成我国能源消耗目标、工业可持续发展起着举足轻重的作用。因此,进一步加大节能减排力度,发展低碳可循环经济已成为水泥行业面临的一项艰巨而紧迫的任务。


在水泥生产中,煤耗基本占到整个熟料生产成本的一半以上,原煤的设计有一定的标准,但是由于原煤的标准达不到设计要求,煤炭灰分过高,热值过低,因此燃料在燃烧的过程中存在不完全燃烧,飞灰机械不完全燃烧热损失大等一系列问题。


同时降低熟料生产质量,影响水泥生产效率和水泥质量。如何降低煤耗,提高燃煤效率不仅关系着企业完成降低能源消耗的目标,更直接关系到水泥企业的经济效益。


为解决燃料不完全燃烧的问题,富氧燃烧技术作为一项近代燃烧技术的新突破,被引进我国建材行业工业窑炉。国家发改委、科技部、国务院先后多次发文推广富氧燃烧技术,实践证明在建材行业工业窑炉采用富氧代替空气助燃,可取得改善产品质量、降低能耗、减少污染的效果。


富氧燃烧用于水泥生产工艺,可改善燃料的燃烧工况,提高火焰温度及黑度,缩短燃烧所需的时间,实现燃料的完全燃烧,从而加大火焰对物料的辐射传热能力提高整个系统的热效率,减少废气及CO、NOx等有害气体的排放量,有利于节能减排。


同时还能够稳定整个窑系统的热工制度,提高水泥的生产效率和质量。因此,富氧燃烧技术在水泥工艺上的应用可以取得良好的经济效益,社会效益和环保效益。


使用多风道燃烧器之后,本应依靠卷入二次风至火焰内部而促燃,也就是说,只要燃烧器性能足够好,就能达到用富氧煅烧的效果,何必还要花高成本用富氧呢。


换言之,只要窑尾或分解炉出口CO已经很低,富氧就无须使用;减少空气中的氮气在窑内的吸热量,从而大幅降低热耗,这才是不易被其它手段取代的熟料生产节能机理。若要走此路,需要相应减少总风门开度,相应减小窑尾上升烟道断面,重新调整篦冷机入窑风量等等,再将富氧接至篦冷机高温段鼓风机入口,提高二次风质量。


不走此路,节煤就是自欺欺人,但此时富氧消耗量要大很多;临时增产的良策,当系统的热交换瓶颈为分解炉或窑容积时,无需做任何结构改造,只要使用富氧,系统便可提产。


美国早就用富氧煅烧缓解熟料高峰期对市场的需求,使用浓度90%以上的液态氧,加入分解炉,可提高产量8%,比冬天烧熟料再储存的方法合算。但这种使用富氧方式,并不一定节能,尤其当预热或冷却环节为系统薄弱环节时,该措施反而会提高能耗。


随着全球环境危机的加剧与环保要求的不断提高,富氧燃烧作为一种高新的低碳排放燃烧手段,引起世界众多国家的重视。目前美国与英国已经广泛应用了富氧燃烧,并开始进行纯氧燃烧及烟气再循环燃烧的工业性试验,达到零排放的目的,探索改善环境的新路子。


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